JPH11248692A - 超音波探触子レール倣い装置 - Google Patents

超音波探触子レール倣い装置

Info

Publication number
JPH11248692A
JPH11248692A JP10052178A JP5217898A JPH11248692A JP H11248692 A JPH11248692 A JP H11248692A JP 10052178 A JP10052178 A JP 10052178A JP 5217898 A JP5217898 A JP 5217898A JP H11248692 A JPH11248692 A JP H11248692A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
rail
ultrasonic probe
head side
detecting means
optical
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP10052178A
Other languages
English (en)
Inventor
Izumi Sato
泉 佐藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tokimec Inc
Original Assignee
Tokimec Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tokimec Inc filed Critical Tokimec Inc
Priority to JP10052178A priority Critical patent/JPH11248692A/ja
Publication of JPH11248692A publication Critical patent/JPH11248692A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/04Wave modes and trajectories
    • G01N2291/044Internal reflections (echoes), e.g. on walls or defects

Landscapes

  • Length Measuring Devices Characterised By Use Of Acoustic Means (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 レールの摩耗の影響を受けずに、正確に且つ
自動的に超音波探触子をレールに倣わせることができる
超音波探触子レール倣い装置を提供する。 【解決手段】 鉄道レール1の外側頭側面1bの相対的
な横幅方向の位置を光学的に検出する光学的レール位置
検出手段12と、光学的レール位置検出手段12からの
検出信号を用いて、探傷車両の基準位置からの外側頭側
面1bの位置変動量を求め、該位置変動量から超音波探
触子2の移動すべき移動量に相当する信号を出力する信
号処理回路14と、前記信号処理回路14から出力され
る上記信号に基づいて、超音波探触子2をレール1の横
幅方向に移動させる駆動手段18と、を備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、鉄道レールに沿っ
て走行する探傷車両に搭載され、鉄道レールの探傷を行
う超音波探触子を鉄道レールに倣わせる超音波探触子レ
ール倣い装置に関する。
【0002】
【従来の技術】鉄道レールを超音波探傷して例えばレー
ル底部までの探傷を行う場合、超音波探触子は鉄道レー
ルの頭面に接触させて、探傷車両の走行と共に摺動させ
ながら探傷が行われる。この時、超音波探触子は、鉄道
レールの頭面の中央に位置しないと、正しくレール底部
までの探傷を行うことができない。一方、レール上を探
傷車両によって走行すると、車両から見たレール位置は
カーブによる偏軌量、スラック(車輪とレールとの横幅
方向の遊び)の変動と共に、変動する。
【0003】そのため、従来は、例えば特開平7−28
6994号公報で紹介されたように、図7に示す装置が
採用されている。即ち、図7において、案内車輪50が
シリンダ52によって常時、鉄道レール1の内側頭側面
(レールゲージコーナ)1aに押し当てられており、案
内車輪1と超音波探触子2との位置関係を一定に保持す
るフレーム54によって、超音波探触子2がレールの頭
面1cの中央に位置するように調整される。
【0004】または、その他の装置では、超音波探触子
をレールの横幅方向に移動する機構を設けて、超音波探
触子からのエコー信号を見ながら、走行中に手動で制御
することが行われている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、鉄道レ
ール1の内側頭側面1aは、鉄道車両が走行するとその
車輪4のフランジが当たるため、図8に示すように摩耗
する傾向がある。そのため、案内車輪50を内側頭側面
1aに押し当てる方式では、摩耗分だけ案内車輪が外側
にずれてしまい、これに追随して超音波探触子2も、鉄
道レール1の頭面1cの中央からフィールド側(外側)
にずれたままレールに倣ってしまう、という課題があ
る。また、案内車輪50を常時外側に押し広げながら走
行するので、レールの摩耗が大きい場合は、案内車輪5
0が摩耗面をせり上がって、案内車輪50が脱線するお
それもある、という課題がある。
【0006】また、他の超音波のエコー信号を見ながら
手動で制御する装置では、操作者の疲労が大きく、制御
遅れが出て、正確な制御ができないという課題がある。
本発明はかかる課題に鑑みなされたもので、請求項1な
いし請求項3記載の発明は、レールの摩耗の影響を受け
ずに、正確に且つ自動的に超音波探触子をレールに倣わ
せることができる超音波探触子レール倣い装置を提供す
ることをその目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のうち請求項1記載の超音波探触子レール倣
い装置は、鉄道レールに沿って走行する探傷車両に搭載
され、鉄道レールの探傷を行う超音波探触子を鉄道レー
ルに倣わせるものであって、鉄道レールの外側頭側面の
相対的な横幅方向の位置を光学的に検出する光学的レー
ル位置検出手段と、前記光学的レール位置検出手段から
の検出信号を用いて、探傷車両の基準位置からの前記外
側頭側面の位置変動量を求め、該位置変動量から超音波
探触子の移動すべき移動量を求める信号処理回路と、前
記信号処理回路から出力される上記信号に基づいて、超
音波探触子をレールの横幅方向に移動させる駆動手段
と、を備える。
【0008】鉄道レールの外側頭側面(フィールドコー
ナ)側には塗油器などの線路設備が設置されているた
め、該外側頭側面に鉄道車輪のフランジが当たることは
なく、外側頭側面は摩耗することはない。そこで、基準
位置からの外側頭側面の相対的な横幅方向の位置変動量
を検出することで、摩耗の影響を受けずに超音波探触子
の位置決めを行うことができる。また、光学的レール位
置検出手段を用いることで、外側頭側面側に設置された
線路設備と衝突するおそれがなく、鉄道レールの外側頭
側面の位置変動量を検出することができる。
【0009】また、請求項2記載のものは、請求項1記
載のものにおいて、前記信号処理回路が異常値除去回路
を包含しており、該異常値除去回路が光学的レール位置
検出手段による検出信号の異常を除去することにより、
鉄道レールの外側頭側面の位置以外の検出を除去する。
また、請求項3記載のものは、請求項1または2記載の
ものにおいて、前記光学的レール位置検出手段が、鉄道
レールの長手方向に略直交する方向を向いたスリット光
を鉄道レールの外側頭側面に対して照射するスリット光
源と、前記外側頭側面のスリット光輝跡に対して角度を
なすように配置されたラインセンサカメラとを備える。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、図面を用いて本発明の実施
の形態を説明する。図1は本発明に係る超音波探触子レ
ール倣い装置の全体ブロック図である。超音波探触子レ
ール倣い装置10は、主に、光学的レール位置検出手段
12と、信号処理回路14と、基準位置設定器16と、
駆動手段18とを備えており、超音波探触子2と共に鉄
道レール1に沿って走行する探傷車両5に搭載され、左
右の鉄道レール1にそれぞれ対応して設けられる(図3
参照)。
【0011】光学的レール位置検出手段12は、鉄道レ
ール1の外側頭側面1bの相対的な横幅方向の位置を光
学的に検出するもので、具体的には、図2及び図3に示
したように、スリット光を発生して鉄道レール1の外側
頭側面1bを照射するスリット光源20と、鉄道レール
1の外側頭側面1bを撮像するラインセンサカメラ22
とを備えている。スリット光源20は幅の狭いスリット
光を間欠的に照射するもので、スリット光は、鉄道レー
ル1の長手方向に略直交する方向を向いている。このよ
うにして照射された鉄道レール1の外側頭側面1bは、
図4に示したように、レールを横切断したときの輪郭に
該当するスリット光輝跡Sを描く。一方の、ラインセン
サカメラ22のセンサ素子22aは、スリット光に対し
て角度をなすようにライン状に配置されており、言い換
えれば、鉄道レール1の外側頭側面1bのスリット光輝
跡Sを横切るようにその視野が設定される。これによ
り、鉄道レール1の外側頭側面1bが探傷車両5に対し
て横幅方向に位置変動すると、この変動に伴いラインセ
ンサカメラ22が捉える輝点の位置が変化する。ライン
センサカメラ22からの検出信号から輝度がピークとな
るセンサ素子22a(図4中の斜線部分)の位置を求め
ることで、鉄道レール1の外側頭側面1bの位置を簡単
且つ迅速に求めることができる。
【0012】ラインセンサカメラ22からの検出信号は
信号処理回路14へと送られる。信号処理回路14は、
上述のように輝度がピークとなるセンサ素子22aの位
置を求めることで、鉄道レール1の外側頭側面1bの位
置を求める位置算出回路24と、異常値除去回路28
と、この位置算出回路24で求めた外側頭側面1bの位
置の基準位置設定器16で設定された基準位置信号から
の誤差を、該誤差から超音波探触子2の移動すべき移動
量に相当し、後述のサーボモータ32の回転角度に相当
する信号を出力する誤差算出回路26とを備えている。
基準位置信号は、探傷車両5と鉄道レール1との位置関
係が基準状態にあるときの、外側頭側面1bの位置を表
すものである。
【0013】誤差算出回路26からの移動量は駆動手段
18へと送られる。駆動手段18は、駆動回路30と、
駆動源であるサーボモータ32と、サーボモータ32の
回動を直線運動に変換するボールネジナット機構のよう
な横幅移動機構34と、横幅移動機構34に連結され超
音波探触子2を支持する支持アーム36とから構成され
る。駆動回路30は上記移動量に基づきサーボモータ3
2を駆動し、横幅移動機構34が支持アーム36を介し
て超音波探触子2を横幅方向に移動させる。こうして、
超音波探触子2が常に鉄道レール1の頭面1cの中心に
なるように制御される。
【0014】以上のようにこの超音波探触子レール倣い
装置10では、摩耗しにくい鉄道レール1の外側頭側面
1bの位置変動量に基づいて超音波探触子2の横幅位置
を制御するため、内側頭側面1aの摩耗の影響を受けず
に正確に且つ自動的に超音波探触子2をレールに倣わせ
ることができる。これにより、従来のレールに押し付け
られながら走行する案内車輪が不要となるために、案内
車輪の脱線する心配がなく、また案内車輪やこれを支持
する台車が不要となるために、探傷車両5の小型軽量化
を図ることができる。
【0015】また、外側頭側面1bの位置変動は、光学
的レール位置検出手段12によって非接触に検出してい
るため、レール1の外側頭側面1b側に設けられる線路
設備との衝突の危険を回避することができる。図5は、
その一例を示しており、線路設備である塗油器3が設置
された場所を探傷車両5が通過する場合、光学的レール
位置検出手段12は、塗油器3の上方または外方を通過
する。ところで、スリット光源20からのスリット光
は、間欠的に照射されるため、局所的に設置される塗油
器3を照射する確率は低い。しかしながら、塗油器3を
照射した場合、ラインセンサカメラ22からの検出信号
は乱れて異常値を示すはずであり、この異常値を異常値
除去回路28で除去することが好ましい。異常値除去回
路28では、例えば位置算出回路24で時系列的に求め
られる位置データの移動平均をとって平滑化を行うこと
で、異常値除去を行うことができる。これにより、線路
設備の影響を防ぐことができる。
【0016】次に、図6は、本発明の他の実施の形態を
示す図2相当図であり、この実施の形態では、光学的レ
ール位置検出手段として、レーザ変位センサ40を用い
ている点で異なっている他は、第1の実施の形態と同様
である。レーザ変位センサ40は、レーザ光をレール1
の外側頭側面1bに向けて間欠的に送信し、外側頭側面
1bからの反射光を受信して、送信波と受信波との位相
差から外側頭側面1bの距離を求めるものである。この
ようにレーザ変位センサ40を用いても、線路設備と衝
突することなく、外側頭側面1bの位置変動量を求める
ことができ、第1の実施の形態と同様の効果を得ること
ができる。
【0017】また、外側頭側面1b側に設置された線路
設備にレーザが照射された場合も、第1の実施の形態と
同様に、異常値除去回路28によって異常値を除去する
ことにより、線路設備の影響を防ぐことができる。探傷
車両は夜間走行されるため、光学的レール位置検出手段
が用いる光は、可視光を用いることができる。但し、昼
間走行する場合には、赤外線を用いることも可能であ
る。
【0018】また、光学的レール位置検出手段として
は、第1及び第2の実施の形態で示したもの以外の公知
の光を用いた非接触の検出手段を採用することができ
る。
【0019】
【発明の効果】以上説明したように、請求項1ないし請
求項3記載の発明によれば、鉄道レールの摩耗しにくい
外側頭側面の位置変動量に基づいて超音波探触子の横幅
位置を制御するため、内側頭側面の摩耗の影響を受けず
に正確に且つ自動的に超音波探触子をレールに倣わせる
ことができる。
【0020】また、外側頭側面の位置変動は、光学的レ
ール位置検出手段によって非接触に検出されるため、レ
ールの外側頭側面側に設けられる線路設備との衝突の危
険を回避することができる。また、請求項2記載の発明
によれば、光学的レール位置検出手段が線路設備の位置
を検出してしまった場合であっても、異常値除去回路が
検出信号の異常を除去するので、線路設備の影響を防止
することができる。
【0021】また、請求項3記載の発明によれば、スリ
ット光源からのスリット光によってできる鉄道レールの
外側頭側面のスリット光輝跡を、スリット光輝跡に対し
て角度をなすように配置されたラインセンサカメラで撮
像することで、輝度がピークとなるラインセンサカメラ
のセンサ素子の位置から鉄道レールの外側頭側面の位置
を簡単且つ迅速に求めることができ、処理時間を短縮す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る超音波探触子レール倣い装置の全
体ブロック図である。
【図2】本発明に係る超音波探触子レール倣い装置の第
1の実施の形態を表す詳細ブロック図である。
【図3】第1の実施の形態のレール長手方向から見た図
である。
【図4】鉄道レールの外側頭側面のスリット光輝跡とラ
インセンサカメラとの関係を表す説明図である。
【図5】線路設備の設置された場所を通過する場合を示
すレール長手方向から見た説明図である。
【図6】本発明に係る超音波探触子レール倣い装置の第
2の実施の形態を表す詳細ブロック図である。
【図7】従来の超音波探触子レール倣い装置を表す要部
斜視図である。
【図8】レールの摩耗を表す説明図である。
【符号の説明】
10 超音波探触子レール倣い装置 12 光学的レール位置検出手段 14 信号処理回路 18 駆動手段 20 スリット光源 22 ラインセンサカメラ 28 異常値除去回路 40 レーザ変位センサ(光学的レール位置検出手段)

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 鉄道レールに沿って走行する探傷車両に
    搭載され、鉄道レールの探傷を行う超音波探触子を鉄道
    レールに倣わせる超音波探触子レール倣い装置であっ
    て、 鉄道レールの外側頭側面の相対的な横幅方向の位置を光
    学的に検出する光学的レール位置検出手段と、 前記光学的レール位置検出手段からの検出信号を用い
    て、探傷車両の基準位置からの前記外側頭側面の位置変
    動量を求め、該位置変動量から超音波探触子の移動すべ
    き移動量に相当する信号を出力する信号処理回路と、 前記信号処理回路から出力される上記信号に基づいて、
    超音波探触子をレールの横幅方向に移動させる駆動手段
    と、 を備える超音波探触子レール倣い装置。
  2. 【請求項2】 前記信号処理回路が異常値除去回路を包
    含しており、該異常値除去回路が光学的レール位置検出
    手段による検出信号の異常を除去することにより、鉄道
    レールの外側頭側面の位置以外の検出を除去する請求項
    1記載の超音波探触子レール倣い装置。
  3. 【請求項3】 前記光学的レール位置検出手段が、鉄道
    レールの長手方向に略直交する方向を向いたスリット光
    を鉄道レールの外側頭側面に対して照射するスリット光
    源と、前記外側頭側面のスリット光輝跡に対して角度を
    なすように配置されたラインセンサカメラとを備える請
    求項1または2記載の超音波探触子レール倣い装置。
JP10052178A 1998-03-04 1998-03-04 超音波探触子レール倣い装置 Pending JPH11248692A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10052178A JPH11248692A (ja) 1998-03-04 1998-03-04 超音波探触子レール倣い装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10052178A JPH11248692A (ja) 1998-03-04 1998-03-04 超音波探触子レール倣い装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH11248692A true JPH11248692A (ja) 1999-09-17

Family

ID=12907565

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP10052178A Pending JPH11248692A (ja) 1998-03-04 1998-03-04 超音波探触子レール倣い装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH11248692A (ja)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012237662A (ja) * 2011-05-12 2012-12-06 West Japan Railway Co 鉄道用レールの隠蔽部におけるレール底面の検査方法及びこれに用いる検査ヘッド
CN104677991A (zh) * 2015-03-06 2015-06-03 北京交通大学 一种基于传感器阵列结构的钢轨探伤装置
CN104677989A (zh) * 2014-12-15 2015-06-03 南京拓控信息科技有限公司 一种跟随式机车车辆车轮超声波探伤机
JP2020060382A (ja) * 2018-10-05 2020-04-16 Jfeスチール株式会社 レールの検査装置及び検査台車
CN113247043A (zh) * 2021-05-20 2021-08-13 中国十七冶集团有限公司 一种移动式轨道裂纹检测装置及使用方法

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012237662A (ja) * 2011-05-12 2012-12-06 West Japan Railway Co 鉄道用レールの隠蔽部におけるレール底面の検査方法及びこれに用いる検査ヘッド
CN104677989A (zh) * 2014-12-15 2015-06-03 南京拓控信息科技有限公司 一种跟随式机车车辆车轮超声波探伤机
CN104677991A (zh) * 2015-03-06 2015-06-03 北京交通大学 一种基于传感器阵列结构的钢轨探伤装置
JP2020060382A (ja) * 2018-10-05 2020-04-16 Jfeスチール株式会社 レールの検査装置及び検査台車
CN113247043A (zh) * 2021-05-20 2021-08-13 中国十七冶集团有限公司 一种移动式轨道裂纹检测装置及使用方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6556945B1 (en) Measurement of grooves and long waves on rails with a longitudinal streak of light
US9340219B2 (en) Wayside measurement of railcar wheel to rail geometry
JP7247206B2 (ja) 鉄道車両および軌道区間を検測する方法
JP2968943B2 (ja) 鉄道車両の車輪の横揺れまたは回転パラメータを測定する装置および方法
CN101580071B (zh) 铁路机车车辆运行姿态测量系统
JP5453130B2 (ja) アタック角測定装置及び測定方法
JPH0339562B2 (ja)
ATE278588T1 (de) Verfahren und vorrichtung zur ermittlung defekter eisenbahnräder
NL2003527A (en) Monitoring a turnout of a railway or tramway line.
HUP9902486A2 (hu) Mérőelrendezés és eljárás vasúti kerekek körhibájának és átmérőjének mérésére
JP6317621B2 (ja) 車両に装備された車輪の三次元形状測定方法と車両に装備された車輪の三次元形状測定装置
JPH11248692A (ja) 超音波探触子レール倣い装置
JP2006118901A (ja) 車輪形状測定装置
AU2015261670A1 (en) Wayside measurement of railcar wheel to rail geometry
RU2146630C1 (ru) Установка для измерения отклонения колес железнодорожных транспортных средств
CN109238149B (zh) 车体姿态检测装置和接触线动态偏移量检测系统
KR20150101275A (ko) 간섭 무늬를 이용한 철도 레일의 마모 측정장치
JPH09101114A (ja) 電車架線画像計測システム
JP3442171B2 (ja) 鉄道用測量装置
JP4393804B2 (ja) 移動体の着氷雪量の測定方法及びシステム
RU2268183C1 (ru) Способ бесконтактного динамического контроля параметров колес подвижного состава
JP2742493B2 (ja) 自立走行式板用探傷装置
JP2000038059A (ja) トロリ線の摩耗測定装置
RU2794230C1 (ru) Способ лазерного сканирования колесной пары движущегося локомотива
JPH07294453A (ja) ロングレールの伸縮継目検査装置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20050128

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20060926

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20061010

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20070220